工業在線pH/ORP計校準方法的研究

【摘 要】 本文概述了工業在線PH/ORP計的主要功能、計量特點與校準條件，詳細介紹了其校準項目和校準方法，對于工業在線PH/ORP計的計量發展具有一定指導作用。

【關鍵詞】 PH/ORP計 計量 校準

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.10.009

1 概述

工業在線pH/ORP計（以下簡稱儀器），是帶微處理器的在線水質分析監測儀表，主要用來在線測量水溶液的pH值和mV值。

2 計量特性

2.1 儀器外觀

（1）儀器上應有儀器名稱、型號、制造廠商、產品序列號、出廠日期等內容的銘牌。

（2）儀器狀態應良好，儀器各功能鍵應能正常工作，各緊固件無松動﹑顯示應清晰完整，無明顯故障。

（3）儀器銘牌應標明其制造廠名﹑商標﹑型號、出廠編號等，銘牌應清晰。

2.2 電極檢查

玻璃電極無裂紋，電極的接插件應清潔﹑干燥﹑絕緣良好。參比電極內部應充滿溶液，電解質溶液應可以緩慢滲出。

2.3 其他計量特性

（1）整機示值誤差：±0.05pH

（2）整機示值重復性：<0.03

（3）溫度測量誤差：±0.5℃

（4）二次儀表示值誤差：±0.03pH

（5）輸入阻抗引起的示值誤差：±0.01pH

（6）ORP示值誤差：±1.0%FS

3 校準條件

3.1 環境條件

（1）環境溫度為（10～30）℃，相對濕度不大于85%。

（2）周圍無強烈的機械振動和電磁干擾。

3.2 測量標準及其他設備

（1）pH標準溶液

（2）標準水銀溫度計：溫度范圍（0～50），分度值：0.1℃。

（3）酸度計檢定儀

4 校準項目和校準方法

4.1 校準項目

推薦的校準項目如表1所示，當用戶有特殊要求時，可按照用戶要求從表1中選擇校準項目。

表1 校準項目表

4.2 校準方法

4.2.1 外觀檢查

用目察﹑手感法按4.1要求進行。

4.2.2 電極檢查

用目察﹑手感法按4.2要求進行。

4.2.3 整機示值誤差

先將被檢儀表的電極分別置于pH6.864（25℃）和pH9.182（25℃）的標準溶液中進行兩點定值，然后把傳感器沖洗干凈，將電極置于pH4.003（25℃）的標準溶液中，并記錄被檢儀表的示值，重復測量三次，取三次測量的平均值作為測量結果。整機示值誤差按公式（1）計算。

[d=pH-pHS] （1）

式中：[d]——整機工作誤差，pH；

[pH]——三次測量的平均值，pH；

[pHS]——pH標準緩沖溶液pH值，pH。

4.2.4 整機示值重復性

先將被檢儀表整機用標準溶液進行兩點定值后，再去測量另外一種標準溶液，同時記錄被檢儀表的示值pHi，重復測量操作6次，以單點測量的標準偏差表示重復性。按公式（2）計算。

[S=i=16（pHi-pH）25] （2）

式中：[S]——單次測量的標準偏差，%；

[pHi]——第i次測量的示值，pH；

[pH]——6次測量的平均值，pH。

4.2.5 溫度測量誤差

將被檢儀器溫度測量傳感器和標準溫度計放入同一杯水溶液中，待被檢儀器讀數穩定后，同時讀取被檢儀器溫度示值[tx]和標準溫度計示值[tB]。溫度測量誤差按式（3）計算。

[Δt=tx-tB] （3）

式中：[Δt]——溫度測量誤差，℃；

[tx]——被檢表溫度示值，℃；

[tB]——標準溫度計示值，℃。

4.2.6 二次儀表示值誤差

按圖1接好線路，接通開關K，高阻R短路。調整儀表溫度顯示為25℃。用酸度計檢定儀向電計輸入標準信號[pHB]，分別記錄電計示值[pHi]。重復測量二次（用輸入增加和減少的方式各做一次），取平均值[pHi]，按式（4）計算二次儀表示值誤差。

[ΔpHi=pHi-pHB] （4）

式中：[ΔpHi]——第i次校準時二次儀表誤差，pH；

[pHi]——第i次測量時的儀表示值，pH；

[pHB]——二次儀表的標稱pH值，pH。

圖1 檢定原理圖

4.2.7 輸入阻抗引起的示值誤差

按圖1接好線路，接通開關K，高阻R短路。調整儀表溫度顯示為25℃。按4.2.4對被檢儀表進行兩點定值。調節酸度計檢定儀向二次儀表輸入354.942mV（相當于6個pH電位值，記錄二次儀表示值pH1。斷開開關K（接通R）。再輸入354.942mV的電位值并記錄被檢儀表示值pH2，重復操作三次，取其平均值，按公式（5）計算。

[pHR=pH1-pH22] （5）

式中：[pHR]——輸入阻抗引起的二次儀表誤差；

[pH1]——低阻輸入時測量的二次儀表示值；

[pH2]——高阻輸入時三次測量的二次儀表示值的平均值。

4.2.8 ORP示值誤差

接好線路，接通開關K，高阻R短路。調節檢ORP單元按鈕，分別輸入10mV，20mV，30mV，…100mV，200mV，…1000mV（可按客戶需求選擇測量點），記錄示值。輸出電位正﹑負兩個方向各重復測量二次取平均值，按式（6）計算ORP示值誤差。

[ΔE=Em-EtEf×100%] （6）

式中：[ΔE]——ORP示值誤差，%FS；

[Et]——輸入電位的標稱值，mV；

[Ef]——ORP滿量程值，mV。

5 結語

本文對工業在線pH/ORP計的校準提供了檢測依據，對計量行業工業在線pH/ORP計的計量發展具有一定現實指導意義。